Первая страница
Наша команда
Контакты
О нас

    Главная страница


Пропедевтика исследовательской работы: Ученические проекты по теме: «Забытые опыты исторических личностей»




Скачать 118.56 Kb.
Дата26.06.2017
Размер118.56 Kb.
Пропедевтика исследовательской работы: Ученические проекты по теме: «Забытые опыты исторических личностей». Лущекина О.Б. школа №307 г.Москва О необходимости внесения элементов исследовательской деятельности в преподавание всех предметов школьной программы говорить не приходится. Особенно, если речь идет о предметах естественно-научного цикла. Но с возрастом школьники теряют интерес к этой деятельности, поэтому очень важно успеть поймать такой момент, когда им все интересно, когда они готовы читать, узнавать новое, разбираться в тонкостях явлений, которые еще даже не изучаются на уроках и за которые даже не ставят отметки. По данным психологов такой возраст соответствует 5-6 классу средней школы. В это время у школьников сохраняется исследовательское поведение как средство познавательного интереса. И в то же время можно уже обучать их самостоятельно ставить и достигать цели в учебной деятельности, развивать исследовательскую компетентность, выявлять предпрофессиональные навыки. Проекты, представленные на Марафоне были разработаны учащимися 6 класса нашей школы. Самыми удачными в этом году стали проекты по теме «Электрические явления». Особенно горды ребята были тем, что мы нашли опыты, о которых большинство людей не слышали . Поэтому они с радостью рассказывали старшеклассникам, которые с первого взгляда не понимали, о чем здесь идет речь. Сначала мы хотели найти описание опытов, которые демонстрировали именно российские ученые, но, к сожалению, по электростатике таковых не нашлось. Воспроизвести опыты Рихмана у нас не получилось. Но зато два других проекта продемонстрировать, что в России всегда были ученые, имевшие нестандартный подход к решению технических задач. Проект №1 Разутый философ. Термин «электричество» (от греческого смола, янтарь) был введен в 1600 г. английским естествоиспытателем Уильямом Гильбертом. Таким образом, он оставил на память человечеству упоминание о первых опытах в этой области: древнегреческий философ Фалес (по легенде) установил, что янтарь, если его потереть о шерсть, начинает притягивать легкие неметаллические предметы: пылинки, соломинки, кусочки ткани и бумаги. В 1733 году французский физик Шарль Франсуа Дюфе сделал вывод, что существуют два вида электричества. Он назвал их смоляное и стеклянное. Одно возникает на янтаре, потертом о шерсть, другое – на стекле, потертом о шелк или бумагу. Два тела, обладающих однородным электричеством, отталкиваются, разным - притягиваются. Позднее Бенжамин Франклин, американский естествоиспытатель назвал смоляное электричество отрицательным, стеклянное – положительным. Названия сохранились до наших дней. Разные ученые, в том числе и Франклин, строили догадки о том, как появляется у наэлектризованных тел то или иное электричество. Интересную идею высказал в 1759 году англичанин Роберт Симмер. Поводом для этого послужили довольно занятные наблюдения. Симмер имел обыкновение носить две пары чулок: черные шерстяные для тепла и белые шелковые для красоты. Снимая с ноги сразу оба чулка и выдергивая один из другого, Симмер видел, как оба чулка раздуваются, воспроизводят форму ноги и притягиваются друг к другу. Однако чулки одного цвета, как черные так и белые, друг от друга отталкиваются. Если держать в одной руке два белых, а в другой два черных чулка, то при сближении рук взаимное отталкивание чулок одного цвета и притяжение разноцветных приводит к забавной возне между ними, чулки противоположных цветов как бы набрасываются друг на друга и сплетаются в один причудливый клубок. Эти наблюдения и привели Симмера к заключению, что в каждом теле имеется не одна, а две электрические жидкости – положительная и отрицательная, содержащиеся в теле в одинаковых количествах. При натирании двух тел какая-то из них может перейти из одного тела в другое, тогда в одном теле окажется избыток одной из жидкостей, а в другом – ее недостаток. Оба тела станут наэлектризованными противоположными по знаку электричествами. Позднее, когда было открыто строение атома, идеи Роберта Симмера получили подтверждение. «Жидкостью», переходящей от тела к телу, оказался электрон. В XXI веке оказалось не так-то просто найти шелковые чулки. Поэтому мы воспользовались обычными гольфами из полиамидного волокна. Оказалось, что они электризуются не хуже шелковых, причем заряжаются таким же знаком заряда. Ребята проверили, какого знака заряд возникает на чулках, используя в качестве эталона эбонитовую палочку, которая, как известно, заряжается отрицательно, если ее потереть о шерсть. Проект №2 О батарее постоянного тока действия князя П. Багратиона В 1799 году известный итальянский физик Алессандро Вольта создал источник электрического тока, который вошел в историю науки под названием Вольтов столб. Устройство состояло из пластин из разных металлов (медь и цинк), которые были разделены полосками бумаги, картона или кожи, пропитанные соленой или кислой водой. Новые источники электричества работали долго. Можно было не бояться, что электричество закончится. Но жидкость, без которой прибор работать не мог, высыхала, могла пролиться. Приходилось придумывать, как это устройство поддерживать в «мокром» состоянии. Одно из предложений в этой области в 1840 году внес русский инженер генерал-лейтенант князь Петр Романович Багратион, племянник знаменитого полководца, героя войны 1812 года Петра Ивановича Багратиона. Его изобретение носило название «Цепь князя Багратиона постоянного действия». Представляла собой горшок с землей, пропитанной раствором хлорида аммония. В землю втыкают медную и цинковую пластину. Такой элемент питания более удобен в восстановлении работоспособности – нужно только полить землю, более удобен в переноске – земля труднее вываливается из горшка. Такой прибор давал электрический ток в течение нескольких месяцев. Именно Петру Романовичу пришло в голову использовать такой горшок для выращивания растений. Оказалось, что слабый электрический ток, протекающий через корневую систему растений, стимулирует их рост. Журнал «Вестник русского сельского хозяйства» за 1889 г. буквально пестрел статьями о стимулировании роста сельскохозяйственных растений электрическим током: выращивали редис, фуксии, бегонии, картофель, брюкву, овес, ячмень и т.д. «Розы даже зимой имели такие же цветы и запах, как летом,» - рассказано в сборнике «Сельское хозяйство и лесоводство» за 1884г. Позднее к началу двадцатого века интерес к электрическим опытам с растениями угас. Специалисты по сельскому хозяйству скептически воспринимали «электрические» рекомендации. Но все же к этому вопросу периодически кто-нибудь возвращается до сих пор. В химии появился термин гальванический осмос, агротехники использовали понятие гальванический удар. Выяснилось, что электрический ток можно создавать даже при пахоте почвы, обогащая ее необходимыми микроэлементами. Обработанные электричеством растения лучше переносят засуху, более устойчивы к заболеваниям. Ученики нашей школы в прошлом году проводили наблюдение за тем, как влияют на рост и развитие растений различные электромагнитные явления. Они выяснили, что постоянный электрический ток от элемента Багратиона оказывает самое заметное влияние на жизненные процессы растений. С результатами этой работы вы можете познакомиться в материалах Internet-фестиваля «Портфолио» 2006-2007г.г. Весной этого года учащиеся 6 класса повторили опыт, остановившись именно на гальваническом процессе. Они наблюдали процесс проращивания и развитие семян различных растений. Растения выбирались с практической точки зрения – те, что можно будет использовать для озеленения пришкольного участка: бархатцы, кохию, клещевину, однолетние георгины. В результате мы выяснили, что на проращивание семян клещевины (они похожи на фасоль, плотные и крупные) электрический ток влияния не оказывает. Семена мелкие и ростки дают быстрее и развиваются лучше. Результаты этого эксперимента ребята представили на Педагогическом марафоне 5 апреля 2007г. К сожалению, описания опытов П.Р.Багратиона в полном объеме нам не удалось найти. Сведения собирали по одному- двум предложениям из статей, посвященных биографии семьи Багратионов. Русские Багратионы           24 июля 1783 года царь Картлии и Кахетии Ираклий II подписал в Георгиевске трактат о признании верховной власти российского императора. По условиям договора Россия обещала покровительство Карталинско-Кахетинскому царству, гарантировала его целостность, сохраняла за Ираклием II и его потомками царский престол, заверяла о невмешательстве во внутренние дела царства. Однако в 1787 году под давлением Турции русские войска были выведены из Грузии, которая вновь превратилась в арену борьбы между Портой и Ираном.           В 1800 году умирающий царь Георгий XII добился от императора Павла I обещания вернуть российское покровительство. Но после смерти царя Павел принял решение об упразднении Карталинско-Кахетинского царства. Следующий император, Александр I, своим манифестом 12 сентября 1801 года окончательно присоединил грузинские земли к России. В 1810 году в состав Российской империи было включено Имеретинское царство, в 1811 году упразднена автономия Гурийского княжества, в 1857-1867 годах - автономия Мегрельского, Абхазского и Сванетского княжеств.           Члены грузинской царской семьи насильно были вывезены в Россию. В 1841 году российское правительство официально признало их «членами бывшего Царского Дома Грузии». В июне 1865 года Государственный совет предоставил потомкам последних царей Грузии и Имеретии титул светлости, уравняв их с российскими князьями.           В Российской империи Багратионы стали одной из самых известных аристократических фамилий. Знаменитый представитель российских Багратионов – герой войны 1812 года, генерал от инфантерии князь Петр Иванович Багратион. Он являлся правнуком царя Грузии Иессея (Али-Кули-хана), правившего в 1714-1727 годах. Брат Петра генерал-лейтенант князь Роман Багратион прославился во время русско-иранской войны 1827 года, первым ворвавшись в Ереван. Он покровительствовал искусствам, в его тбилисском доме устраивались литературные вечера, ставились домашние спектакли. Сын князя Романа генерал-лейтенант князь Петр Романович Багратион стал видным администратором – он руководил проведением крестьянской реформы в Пермской губернии, был тверским губернатором, генерал-губернатором Остзейского края. Одновременно князь Роман получил известность как инженер-металлург, писал труды по гальванике, открыл способ извлечения золота из руд цианированием. Князь Дмитрий Петрович Багратион – автор известных статей по военным проблемам, издавал до 1914 года журнал «Вестник военной конницы», перевел на русский язык книгу Д.Филлиса «Основы езды и выездки». Во время первой мировой войны он командовал знаменитой «Дикой дивизией», а в 1917 году участвовал в выступлении генерала Корнилова. В декабре 1918 года Дмитрий Багратион перешел на сторону красных и возглавил Высшую кавалерийскую школу РККА. Проект №3 Опыт Петра Ивановича Страхова. В начале 19 века уже было известно, что существуют вещества, которые проводят электрический ток. Хорошими проводниками электричества являются металлы. Поэтому соединительные провода делают металлическими. Но оказывается, вода с растворенными в ней веществами тоже проводит электрический ток. Интересный опыт, демонстрирующий проводящие свойства речной воды, поставил в 1802 году в Москве ректор московского университета Петр Иванович Страхов. Он сумел пропустить электрический ток через Москвы-реку в районе Крымского брода. Об этом сообщалось в заметке, напечатанной в первом номере «Журнала общества испытателей природы». «Господин Страхов с несколькими из своих учеников устроил гальванический прибор следующим образом. В один из погожих дней, в 4 часа после обеда, он велел положить на обоих берегах реки в 10 саженях от моста сухие деревянные доски, и на одном из них были установлены Вольтовые столбики, представляющие из себя небольшие цинковые и медные пластинки размером с двухкопеечные монеты или маленькие диски в один дюйм 5 линий диаметром (38,1 мм). Два столбика были соединены дугообразным медным проводником. На конце одного из столбиков был другой медный проводник, к которому прикрепили железную проволоку, отведенную по перилам моста на другой берег реки на расстоянии 100 саженей. ( Здесь следует заметить, что перила моста были выкрашены масляной краской, что изолировало железную проволоку.) Этот конец цепи был опущен в маленький сосуд, наполненный водой с раствором соли аммиака и поставленный также на хорошо изолированные сухие доски. Половина гальванической цепи была тем самым установлена наиболее точным образом. Но так как следовало дополнить всю цепь, при посредстве реки, то поставили другой столбик, контактирующий с водой железной проволокой длиной в 6-7 саженей, изолированной от стола до воды при помощи положенных для этого сухих палок. Так же сделали и на другом берегу реки, чтобы закончить цепь, замыкавшуюся другим сосудом, наполненным также раствором аммиака и поставленным на те же доски рядом с первым. Закончив эти приготовления, начали опыты. При погружении рук в каждый из сосудов, испытывали одновременно небольшие гальванические толчки, похожие на толчки от электрического тока. Гальванический ток, который мог быть ощутим, следовательно, с одной стороны, шел по изолированной железной проволоке, по перилам моста, с другой стороны, он проходил через воду реки на протяжении приблизительно 70 саженей.» О личности нового ректора Петра Ивановича Страхова и его роли в укреплении университетской «ученой республики» современники оставили на редкость единодушные воспоминания. «Редко увидишь такого человека — статного без принуждения, величавого без напыщенности, красивого без притязательности, вежливого без манерности. Сам вид его внушал уважение».Петр Иванович Страхов родился в 1757 году в семье священника, выходца из дворян, и своим дворянским происхождением очень гордился. В детские годы, поступив в гимназию университета, он, как и многие талантливые воспитанники, окунулся в атмосферу кружка Н.И.Новикова. В 20 лет Страхов — личный секретарь попечителя М.М.Хераскова, охотно играет в пансионском театре, под руководством Новикова занимается переводами, в том числе трудов религиозного философа Сен–Мартена, по имени которого членов новиковского кружка называли «московскими мартинистами». В 26 лет он отправляется в Европу, откуда возвращается сложившимся ученым, готовым занять кафедру российского красноречия. Но эта кафедра за время его отсутствия оказалась занята, и на несколько лет он получает должность инспектора университетской гимназии, а с 1789 года после смерти профессора Роста вступает на освободившуюся кафедру опытной физики. Всесторонняя образованность, талант оратора позволили Страхову за несколько лет вывести свой предмет в число самых популярных в университете. Его лекции сочетали красноречивое изложение материала и интересные опыты. Из аудитории до квартиры профессора обычно провожала толпа слушателей, которым он дорогой давал ответы на вопросы. Благодаря своему выразительному голосу Страхов не только сам с блеском выступал в публичных собраниях, но и читал речи за других профессоров — Брянцева, Панкевича, Чеботарева — так, что последний при этом плакал. Необыкновенная память его поражала воспитанников университета — за 25 лет инспекции над гимназией он помнил всех ее учеников по именам. Страхов был в полной мере светский человек, любил театр, который, как он считал, учит светской благопристойности. Именно в ректорство Страхова «ученая республика» достигает расцвета. По предложению Страхова в 1805 году профессора берут под свое управление ранее отдаваемую в аренду университетскую типографию, что позволило в несколько раз увеличить получаемые от нее доходы и расширило издательскую деятельность университета. Часть новых доходов профессора направляют для помощи воспитанникам университета, содержавшимся за счет казны. В типографии при участии профессоров и студентов издается множество журналов, литературных и научных, выходят труды университетских ученых обществ, новые учебники по различным предметам и отраслям знания, получившие одобрение в Совете университета. Свои новые правила и учебную структуру получают университетская гимназия и благородный пансион. К сожалению, после смерти М.Н.Муравьева в 1807 году, которая совпала с уходом по болезни П.И.Страхова с поста ректора университета, на место попечителя не нашлось преемника, способного и дальше последовательно развивать идеи и принципы, заложенные в университетском уставе. Ребята смоделировали опыт П.И.Страхова. Правда, отсутствие цинковых пластин в достаточном количестве не позволило создать Вольтов столб нужной мощности, поэтому пришлось воспользоваться обычной батарейкой. Через человека мы ток тоже не пропускали, использовали металлические провода. В целях безопасности индикатором протекания электрического тока через Москву-реку стала внутренняя часть микроамперметра, замаскированная в прическе элегантной барышни. Литература:1. С.Галактионов, В. Юрин «Ботаники с гальванометром» Москва, «Знание», 1979 2. И. Эльшанский «Законы природы служат людям» Москва, «Просвещение», 1978 3. А.Андреев «Как учили физике 200 лет назад» журнал «Квант» 1994г. №4 4. Л.Крыжановский «Разутый философ» или Две теории электричества XVIIIвека» журнал «Квант» 1996г. №1 5. Internet- ресурсы